整理浅说镜头的MTF值.docx

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整理浅说镜头的MTF值

浅说镜头的MTF值

及其对市场流行镜头的实际指导意义

作者：

江少军

镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用，已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。

但是，由于其图表复杂，每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图，因此，对于一般读者而言，常感到无所适从。

不象对于分辨率指标那样，简单明了，一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米，在边缘是××线对/毫米。

但是，分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的，并且所测结果的离散率很大。

因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯数据”、“于琪林数据”等，令读者眼花缭乱。

某一镜头在这个数据中表现非凡，位列前茅，而在另一个数据中则表现平平，评价一般，令欲购买者无所适从。

好在瑞典哈苏实验室从1991年开始，使用MTF专用测试设备，固定专职检验员，八年来已经测试了400多款35mm相机镜头，分别给出了客观公正的评价，为使用者和制造商提供了指导性数据。

浅谈MTF值的含义

MTF值（模量传递函数）是对镜头的锐度，反差和分辨率进行综合评价的数值。

对于一个平面黑（白）色物体，它的线对频率是0。

此时，任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。

即MTF值等于1。

而对于纯黑和纯白相间的线条（反差为100%）来说，随着线对频率的提高，通过镜头表现的反差就相应减少（反差小于100%）。

当线频达到一个很高的数值时（例如1000线对/毫米），则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。

这时镜头的MTF值就接近于0。

因此，MTF值是一个界于0到1之间的数值。

这个数值越大（越接近1），说明这个镜头还原真实的能力越强。

例如在35mm底片上，10线对/毫米的线对频率时，优质镜头的MTF值为95%左右，而业余镜头的MTF值也在90%左右，这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。

而对于40线对/毫米的线频时，优质镜头的最高MTF值可达70%以上，而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。

将底片放大到24寸时，被摄体的细节表现差别就充分反映出来。

对于分辨率高而明锐度低的镜头，虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛（反差较大）拍的清晰可辩，而对于一个德国北部（灰发白皮肤）或印度（黑发棕皮肤）的女郎而言，由于体现不出来反差，其眉毛也只能是模糊一团了。

举一个灰发女郎在白背景前的散发为例（假定反差为0.45）：

通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315，而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。

我们知道，在白纸上印刷灰字时，两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了，更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。

如何判读镜头的MTF值

图中给出了CarlZeissT※28～85/3.3～4镜头分别在28mm、50mm和85mm焦距段，分别对最大光圈和光圈值为8时的MTF值线图。

每个图上有三对曲线。

最上面一对是10线对/毫米对应的MTF值，中间一对对应于20线对/毫米，下边一对对应于40线对/毫米。

每对曲线中实线代表从图面中心向四周辐射方向的MTF值（径向），虚线代表围绕图面中心的圆的切线方向的MTF值（切向）。

两者是同等重要的。

横坐标代表从被测点到图象中心的距离，0mm处即为图象中心位置，21mm处代表胶片四角端点的位置。

纵坐标则是该点的MTF值。

让我们来看左边的两个图。

此时镜头焦距是28mm。

在光圈值为f3.3，线频为10线对/毫米时，在胶片中心处径向的MTF值是0.96，切向的MTF值也是0.96；在距中心15mm处，径向的MTF值是0.91，切向的MTF值是0.84。

在线频为20线对/毫米时，在胶片中心处径向的MTF值是0.87，切向的MTF值也是0.87；在距中心15mm处，径向的MTF值是0.76，切向的MTF值是0.62。

在线频为40线对/毫米时，在胶片中心处径向的MTF值是0.69，切向的MTF值也是0.69；在距中心15mm处，径向的MTF值是0.47，切向的MTF值只有0.34。

再看在光圈值为f8时，各线频下的径，切向曲线数据都有明显提高，说明在光圈f8时，该镜头的光学成像大大好于光圈值为f3.3时的水平。

用同样的方法，就可以读出该镜头在50mm，85mm时两种光圈值下的MTF值。

在MTF曲线图上，还可以看出镜头的焦外成像质量。

当径向和切向两根曲线越接近，镜头的焦外成像就越柔和。

可以看出，该镜头在28mm焦距时，镜头的焦外成像要比85mm焦距时的焦外成像差很多。

利用MTF值对镜头统计分析及排列

哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后，制定了MTF侧重平均值的计算方法，首先对预定焦距，分别对镜头的f4和f8时的MTF值，分别乘以0.4和0.6的侧重系数，相加得到某一线频下的MTF值，然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57，20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29，40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14，将三个数字相加，就得到该镜头的MTF侧重平均值。

根据这些数值对镜头打分。

分数从0到5，使各种镜头的分值明显化，不象有些测试结果，给人的印象都很好，却失去了指导意义。

1.顶级镜头全世界生产的数百种35mm相机镜头中，能够纳入顶级头的只有19款（得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上）。

这些镜头全部是定焦头。

其中标准镜头有8款（两款带微距），75～85mm焦距头有4款，90～135mm焦距头有6款（三款带微距），得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头（4.8分，MTF侧重平均值0.89）。

按照厂家划分，徕卡镜头占了六款（M系列：

50/2，75/1.4，90/2.8；R系列：

50/2，90/2.8，100/2.8Macro），康太时四款（50/1.7，50/1.4，85/1.4，45/2G），佳能三款（EF85/1.2，EF135/2，EF200/1.8），宾得三款（50/1.4，50/2.8Macro，85/1.4），美能达两款（AF50/2.8Macro，AF100/2.8Macro），图丽一款（MFAT-X90/2.5Macro）。

实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。

如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值（着眼于24寸照片的放大），在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。

他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。

这意味着用这两款镜头，采取必要的防震措施，在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。

在最大光圈时，最佳镜头可授予徕卡M50/2标头，其MTF侧重平均值达到0.50。

以森林为例，木材、药品、休闲娱乐、植物基因、教育、人类住区等都是森林的直接使用价值。

在所有大光圈人像头中，宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。

这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43，已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。

在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4，考虑到人像摄影多用大光圈，故位列第一应是问心无愧的。

（4）列出辨识与分析危险、有害因素的依据，阐述辨识与分析危险、有害因素的过程。

2.专业级镜头在常用专业级标准变焦镜头中，康太时28～85/3.3-4居首，适马AF28～70/2.8居末。

具体排列如下：

镜头品牌规格

（5）阐述划分评价单元的原则、分析过程等。

得分

填报内容包括四个表：

MTF侧重平均值

1.法律Contax28～85/3.3-4

（2）环境影响后评价。

4.0

1.建设项目环境影响评价分类管理的原则规定0.81

（6）环境影响评价结论的科学性。

CanonEF28～70/2.8L

3.规划环境影响报告书的审查效力3.9

（4）是否满足环境功能区划和生态功能区划标准。

0.81

NikonAF35～70/2.8

3.8

0.79

MinoltaAF28～70/2.8

3.7

0.78

SigmaAF28～70/2.8EXAsp

3.5

0.77

Leica28～70/3.5-4.5

3.2

0.75

TokinaAF28～70/2.6-2.8Pro

3.1

0.73

SigmaAF28～70/2.8

3.0

0.73

腾龙最新推出的AF28～105/2.8LD专业镜头，得分只有2.4分，MTF值为0.67。

尼康新推出的AF-S28～70/2.8ED的MTF值尚未测试。

在常用专业级中远变焦镜头中，徕卡80～200/4镜头最好。

各镜头位次排列如下：

镜头品牌规格

得分

MTF侧重平均值

Leica80～200/4

4.2

0.83

NikonAF-S80～200/2.8IF-EDD

4.1

0.82

CanonEF70～200/2.8L

4.1

0.82

SigmaAF70～200/2.8ApoEX

3.9

0.81

MinoltaAF80～200/2.8Apo

3.9

0.81

NikonAF80～200/2.8DED

3.9

0.80

Contax80～200/4

3.8

0.79

TokinaAF80～200/2.8

3.4

0.76

Leica70～210/4

3.3

0.75

PentaxFA80～200/2.8

3.2

0.74

佳能颇有影响的EF35～350/3.5-5.6L镜头，在35～200毫米段表现颇佳，但在远摄端表现平平，只有业余头的水平。

该镜头整体得分为3.3分，MTF侧重平均值为0.76。

图丽的AF100～300/4Pro镜头得分为3.1分，MTF侧重平均值为0.74。

3.业余级镜头在流行业余标准变焦镜头中，以佳能和宾得的两款头得分最高。

详见下表：

镜头品牌规格

得分

MTF侧重平均值

CanonEF28～105/3.5-4.5U

3.3

0.75

PentaxFA28～70/4AL

3.3

0.75

CanonEF28～80/3.5-5.6U

3.2

0.74

CanonEF28～80/3.5-5.6IIU

3.1

0.73

RicohP35～70/3.4-4.5

3.1

0.73

NikonAF28～80/3.5-5.6D

3.0

0.72

TamronAF28～80/3.5-5.6Asp

3.0

0.72

NikonAF28～85/3.5-4.5

2.9

0.72

MinoltaMD28～70/3.5-4.8

2.9

0.71

Contax28～70/3.5-4.5

2.8

0.71

NikonAF28～70/3.5-4.5D

2.8

SigmaAF28～80/3.5-5.6Macro

2.7

0.70

MinoltaAF28～80/3.5-5.6

2.7

0.70

Ricoh35～70/3.5-4.8

2.6

0.69

PentaxFA28～80/3.5-4.7

2.3

0.66

PentaxFA28～80/3.5-5.6

2.0

0.64

VivitarAF28～80/3.5-5.6

1.8

0.62

在流行业余远摄变焦镜头中，美能达AF100～300/4.5-5.6得分最高。

详见下表：

镜头品牌规格

得分

MTF侧重平均值

MinoltaAF100～300/4.5-5.6APO

3.2

0.74

CanonEF70～210/3.5-4.5U

3.1

0.74

Vivitar70～210/2.8-4Series1

3.0

0.73

Sigma70～210/4-5.6

2.9

0.72

PentaxFA70～200/4-5.6

2.9

0.72

MinoltaAF70～210/3.5-4.5

2.9

0.72

NikonAF70～210/4-5.6D

2.8

0.71

MinoltaAF70～210/4.5-5.6

2.7

0.69

YashicaAF70～210/4.5

2.7

0.69

RicohP70～210/4.5-5.6

2.6

0.69

MinoltaAF80～200/4.5-5.6

2.6

0.69

CanonEF100～300/4.5-5.6U

2.4

0.67

PentaxFA100～300/4.5-5.6

2.4

0.67

4.超广角变焦镜头（不分专业业余）：

镜头品牌规格

得分

MTF侧重平均值

TamronSPAF20～40/2.7-3.5

3.7

0.78

NikonAF20～35/2.8DIF

3.6

0.78

CanonEF20～35/2.8L

3.5

0.77

SigmaAF21～35/3.5-4.2

3.5

0.77

CanonEF20～35/3.5-4.5U

3.4

0.76

PentaxFA20～35/4AL

3.4

0.76

MinoltaAF17～35/2.8G

3.3

0.75

TokinaAF20～35/3.5-4.5

3.3

0.75

Canon20～35/3.5L

3.3

0.75

CanonEF17～35/2.8L

3.2

0.74

SigmaAF17～35/2.8-4EX

3.1

0.73

VivitarAF19～35/3.5-4.5

2.9

0.72

MinoltaAF20～35/3.5-4.5

2.8

0.71

PentaxFisheye17～28/3.5-4.5

2.7

0.70

TokinaAF20～35/2.8Pro

2.5

0.68

Sigma21～35/3.5-4.2MF

2.4

0.67

5.特殊变焦镜头市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高，如尼康24～120/3.5-5.6DIF只有2.3分，MTF侧重平均值只有0.66，腾龙AF28～200/3.8-5.6LD（AspSuper）得分为2.7分，MTF侧重平均值为0.70。

倒是佳能新推出的防抖镜头EF28～135/3.5～5.6ISU得分达到3.5分，MTF侧重平均值达到0.77，进入专业级成像行列。

6.传言的证实通过一些比较，还证实了摄影界通过实际经验作出的一些结论。

德国镜头确实素质不凡，19款顶级镜头中徕卡占了6款，康太时（德日合作）占了四款。

但也并不比其他专业级镜头有很大优势，表现出性能价格比较低。

又如传说尼康手动聚焦镜头好于自动聚焦镜头。

经检验尼康F35～135/3.5-4.5和F35～70/3.5-4.5镜头得分都达到3.3分，MTF侧重平均值为0.75，而AF35～135/3.5-4.5和AF35～70/3.5-4.5镜头的得分都只有2.6，MTF侧重平均值只有0.69，成像素质确实降低不少。

传说宾得镜头素质在美能达之上，现在看来宾得的手动镜头确实不错，还放了几个卫星，但自动镜头却表现一般。

如售价高达1.4万元的80～200/2.8专业头，得分只有3.2分，低于售价仅有5100元的图丽80～200/2.8。

其业余级的标准和远摄变焦镜头都排在同级别镜头的最后几位，这也是宾得镜头声望越来越小的原因。

适马镜头近几年异军突起，28～70/2.8EX镜头比原同级别镜头高出0.5分。

70～200/2.8ApoEX镜头已与尼康，美能达同级镜头并驾齐驱，远高于昔日的竞争对手图丽。

当然，镜头的MTF值并不是万能的，它没有表现镜头的畸变和眩光，因此不能说明镜头的一切。

但它确实是现阶段表现镜头光学能力最科学，最全面的指标。

掌握了镜头的MTF曲线图，即可以买到最好性能价格比的镜头，又可以根据镜头曲线的指示，在摄影中尽可能扬自己镜头所长，避自己镜头之短，在较好的MTF值段拍摄，充分做到物尽其用。